Kalkulator przekroju kabla
Wyznacza przekrój wynikający wyłącznie z rezystancyjnego spadku napięcia dla DC, obwodu jednofazowego lub zbilansowanego trójfazowego. Nie dobiera obciążalności, zabezpieczeń ani ochrony przeciwporażeniowej.
Karta obwodu
Wstępny wynik napięciowy
Wynik dotyczy jednego warunku: spadku napięcia
Przekrój kabla w instalacji niskiego napięcia nie jest wybierany jednym wzorem. Ta strona oblicza tylko, jaki przekrój rezystancyjny utrzyma wpisany spadek przy określonym prądzie, długości, materiale i temperaturze. Następnie podnosi minimum do najbliższej wartości z listy typowych przekrojów.
Finalny przekrój musi być co najmniej tak duży jak największy wynik wszystkich wymaganych kontroli. Może go zwiększyć obciążalność długotrwała, sposób ułożenia, izolacja, temperatura otoczenia, grupowanie, harmoniczne, prąd zwarciowy, warunek samoczynnego wyłączenia, spadek rozruchowy, wytrzymałość mechaniczna i zasady przewodu ochronnego lub neutralnego.
Długość zawsze w jedną stronę
W obwodzie DC i jednofazowym prąd płynie przewodem zasilającym i wraca drugim przewodem. Formularz sam mnoży wpisaną długość przez dwa w części rezystancyjnej. Jeśli trasa od rozdzielnicy do odbiornika ma 30 m, wpisz 30, a nie 60.
Podwójne wpisanie pętli zawyży wynik. Z kolei wpisanie odległości w linii prostej zamiast rzeczywistej trasy z pionami, łukami i zapasem zaniży go. Mierz przebieg przewodu, a nie odległość na planie między dwoma punktami.
Obwód jednofazowy i DC
Dla czysto rezystancyjnego przybliżenia spadek wynosi dwa razy rezystywność, długość i prąd, podzielone przez przekrój. Ten sam czynnik długości jest użyty dla dwóch żył DC. W AC model nie dodaje reaktancji przewodu.
W długich trasach, dużych przekrojach, kablach wielożyłowych o określonej konstrukcji lub obciążeniach o niskim cos φ pominięcie reaktancji może być istotne. Wtedy należy korzystać z danych producenta i pełnego wzoru projektowego.
Zbilansowany układ trójfazowy
Dla trzech faz formularz używa napięcia międzyfazowego i współczynnika √3. W części rezystancyjnej uwzględnia cos φ. Prąd musi być prądem jednej fazy zbilansowanego odbiornika, a nie sumą trzech prądów.
Układ niesymetryczny, obciążony neutralny, wyższe harmoniczne i odbiorniki nieliniowe wymagają osobnej analizy. Wybranie opcji trójfazowej nie zamienia automatycznie instalacji jednofazowej w bezpieczniejszą.
Skąd wziąć prąd obciążenia?
Najlepiej użyć prądu projektowego wynikającego z danych odbiornika i scenariusza jednoczesności. Prąd z tabliczki silnika może różnić się od prostego ilorazu mocy i napięcia z powodu sprawności oraz współczynnika mocy. Prąd rozruchowy bywa wielokrotnie wyższy od roboczego.
Nie wpisuj wyłącznie wartości wyłącznika nadprądowego bez sprawdzenia, co reprezentuje. Zabezpieczenie dobiera się w relacji do obciążenia i obciążalności przewodu. Kalkulator nie weryfikuje tej koordynacji.
Rezystywność i temperatura żyły
Miedź i aluminium mają różną rezystywność, a opór rośnie z temperaturą. Skrypt zaczyna od wartości przy 20°C: 0,0175 Ω·mm²/m dla miedzi i 0,0282 dla aluminium, a następnie stosuje liniowy współczynnik temperaturowy. Przy 70°C miedź ma w tym modelu około 0,02094.
Temperatura żyły nie jest tym samym co temperatura pomieszczenia. Zależy od prądu, izolacji, ułożenia i odprowadzania ciepła. Pole służy do scenariusza spadku, nie wylicza samoczynnie temperatury roboczej ani dopuszczalnego obciążenia.
Najbliższy typowy przekrój
Lista zawiera wartości od 0,5 do 240 mm². Skrypt wybiera pierwszą nie mniejszą od minimum matematycznego. Jeśli wzór daje 3,06 mm², pokazuje 4 mm² i ponownie liczy spadek dla tej wartości.
„Typowy” nie znaczy dostępny i dopuszczalny dla każdej instalacji. Minimalne przekroje mogą wynikać z normy, materiału, zastosowania i wytrzymałości mechanicznej. Aluminium w małym przekroju może nie być właściwym rozwiązaniem, nawet jeśli rachunek napięciowy je pokazuje.
Obciążalność długotrwała może wymusić większy kabel
Ta sama żyła oddaje ciepło inaczej w rurze pod tynkiem, korycie, gruncie, izolacji termicznej lub wiązce z innymi obwodami. Liczą się liczba obciążonych żył, temperatura, rodzaj izolacji i współczynniki korekcyjne. Bez tych danych nie można podać bezpiecznej obciążalności.
Nie traktuj 1,5 mm² lub 2,5 mm² jako uniwersalnej odpowiedzi dla określonego prądu. Uprawniona osoba dobiera metodę instalacji i korzysta z aktualnych tablic normowych oraz danych producenta. Wynik spadku jest tylko jednym wierszem arkusza projektowego.
Zwarcie i samoczynne wyłączenie
Zabezpieczenie musi przerwać niebezpieczny prąd w wymaganym czasie. Zależy to od impedancji pętli zwarcia, charakterystyki aparatu, układu sieci, napięcia, długości i przekrojów przewodów fazowych oraz ochronnych. Zbyt mały prąd zwarcia może nie zadziałać wystarczająco szybko.
Kalkulator nie liczy pętli, minimalnego prądu zwarcia ani cieplnej wytrzymałości podczas zwarcia. Nie dobiera RCD, wyłącznika ani bezpiecznika. Te kontrole są obowiązkową częścią projektu i pomiarów odbiorczych.
Przewód neutralny i ochronny
Wynik opisuje przekrój żyły obciążonej w uproszczonym obwodzie. Nie podaje przekroju PE, PEN ani N. Ich dobór zależy od układu sieci, przekroju faz, materiału, harmonicznych, sposobu prowadzenia i wymagań mechanicznych oraz ochronnych.
W obciążeniach nieliniowych prądy harmoniczne trzeciego rzędu mogą sumować się w neutralnym zamiast znosić. Automatyczne zmniejszenie N na podstawie symetrii podstawowej może być niebezpieczne. Projektant ocenia rzeczywiste odbiorniki.
Współczynnik mocy i reaktancja
cos φ opisuje relację składowej czynnej do pozornej dla przebiegu podstawowego. W pełnym wzorze spadku występuje także reaktancja i sin φ. Skrypt pokazuje model rezystancyjny, najbardziej użyteczny przy małych przekrojach i krótkich obwodach, ale nie uniwersalny.
Dla silników, długich linii, dużych kabli i zasilania UPS użyj parametrów R oraz X z dokumentacji przy właściwej temperaturze. Schneider wskazuje, że reaktancja staje się istotna szczególnie przy większych przekrojach. Model nie powinien zastępować oprogramowania projektowego.
Spadek w innych częściach instalacji
Wpisany procent jest budżetem dla analizowanego odcinka. Jeśli przed nim występuje już spadek na przyłączu, transformatorze, WLZ lub wcześniejszym przewodzie, należy uwzględnić sumę do odbiornika. Przydzielenie pełnego limitu każdemu odcinkowi osobno może przekroczyć limit całkowity.
Zmierz lub oblicz wcześniejsze elementy i pozostaw rezerwę. Napięcie źródła także zmienia się w dopuszczalnym zakresie sieci. Urządzenie powinno otrzymać warunki zgodne z własną dokumentacją również przy obciążeniu i rozruchu.
Straty I²R i koszt energii
Panel pokazuje przybliżoną moc strat rezystancyjnych przy wpisanym prądzie. Dla jednofazowego i DC używa oporu pętli, a dla trójfazowego sumy strat trzech żył. Nie dolicza reaktancji, ekranów, połączeń ani zmiany temperatury od samego nagrzewania.
Większy przekrój może zmniejszyć straty i koszt eksploatacji, choć zwiększa koszt materiału i wymagania montażowe. Optymalizacja ekonomiczna wymaga profilu obciążenia w czasie, cen energii i okresu pracy, a nie tylko mocy maksymalnej.
Lista kontroli projektanta
Po rachunku napięciowym należy ustalić typ kabla i izolacji, liczbę żył, sposób ułożenia, temperaturę, grupowanie, obciążalność, współczynniki korekcyjne, zabezpieczenie przeciążeniowe i zwarciowe, pętlę zwarcia, RCD, PE/N, spadek rozruchowy, selektywność, przepięcia, ogień oraz wymagania obiektu.
Na końcu instalacja wymaga oględzin i pomiarów przez uprawnioną osobę. Obliczenie internetowe nie jest protokołem odbioru. W Polsce punktem odniesienia są aktualne przepisy, PN-HD 60364, dokumentacja producentów i warunki operatora.
Przykład 230 V, 16 A i 30 m
Dla miedzianej żyły przy temperaturze 70°C, długości 30 m, prądzie 16 A i budżecie 3% napięcia 230 V minimum rezystancyjne wynosi około 3 mm². Lista podnosi je do 4 mm², a spadek ponownie obliczony jest niższy od założonego.
Nie wynika z tego, że każdy taki obwód powinien mieć 4 mm². Inny sposób ułożenia lub zabezpieczenie może wymagać więcej, a poprawnie zaprojektowany krótszy obwód może spełnić wszystkie warunki przy innym przekroju. Przykład pokazuje mechanikę wzoru.
Aluminium i połączenia
Aluminium ma większą rezystywność, więc dla tego samego spadku wynik przekroju jest większy. Wymaga także odpowiednich zacisków, przygotowania końcówek, momentu dokręcenia i ochrony przed niekorzystnymi zjawiskami na połączeniu. Nie każdy aparat akceptuje żyłę aluminiową.
Nie łącz miedzi z aluminium przypadkowym złączem. Dane producenta i technologia wykonania są częścią bezpieczeństwa. Kalkulator widzi jedynie materiał w równaniu, nie zgodność osprzętu.
Dokumentacja po zakończeniu doboru
Arkusz projektowy powinien zachować napięcie, prąd projektowy, długość trasy, materiał, temperaturę, metodę ułożenia, współczynniki korekcyjne, wybrany kabel, zabezpieczenia oraz wyniki wszystkich kontroli. Zapis „4 mm² z kalkulatora” nie pozwala sprawdzić założeń i nie wystarcza wykonawcy.
Po montażu należy nanieść rzeczywisty przebieg i ewentualne zmiany, a także dołączyć protokoły pomiarów. Jeśli trasa wydłużyła się albo kilka obwodów zostało zgrupowanych inaczej niż w projekcie, obliczenia trzeba zaktualizować. Bezpieczna instalacja powstaje z projektu, wykonania i weryfikacji, nie z samej liczby przekroju.
Najczęstsze pytania o przekrój kabla
Czy pokazany przekrój jest gotowym doborem?
Nie. Spełnia tylko wpisany warunek rezystancyjnego spadku napięcia i wymaga wszystkich pozostałych kontroli.
Czy długość mam pomnożyć przez dwa?
Nie. Wpisz trasę w jedną stronę; model jednofazowy i DC uwzględnia powrót.
Czy kalkulator dobiera bezpiecznik?
Nie. Zabezpieczenie, obciążalność i warunek wyłączenia musi dobrać oraz zweryfikować elektryk.
Czy mogę pominąć cos φ?
Dla trzech faz wpisz wartość odbiornika. Pełny projekt może wymagać również reaktancji i sin φ.
Dlaczego temperatura zwiększa przekrój?
Rezystancja metalu rośnie z temperaturą, więc przy tym samym przekroju rośnie spadek.
Czy aluminium może mieć ten sam przekrój co miedź?
Nie należy tego zakładać. Ma większą rezystywność oraz odrębne wymagania połączeń i montażu.